Для организации спутниковой связи в Российской Федерации создана орбитальная группировка из геостационарных спутников, работающих в C– Ku– и L – диапазонах. Космические аппараты расположены в орбитальных позициях на дуге от 14 градусов западной долготы до 145 градусов восточной долготы. Их зоны обслуживания охватывают территории России, СНГ, Европы, Азии, Северной и Южной Америки, Африки. Эта национальная спутниковая группировка связи и вещания принадлежит государству: ФГУП «Космическая связь» (ГПКС). Внешний вид группировки представлен на рис. 7.1.
По состоянию на начало 2008 года спутниковая группировка включает в свой состав как новые спутники, так и спутники, официальный срок службы которых давно закончился (табл. 7.1) .
Спутники: Экспресс–А4, Горизонт № 44, Экспресс–А 3, Экран Спутники: Экспресс –А4, Горизонт № 44, Экспресс –А3, Экран-М №18, Экспресс-А2, Горизонт №40 и Горизонт № 45 работают за пределами их официального срока активного существования. Спутники: Экспресс АМ-44, Ямал-300 №2, Экспресс-АТ, Ямал-300 №1, Экспресс-АМ33, Экспресс-МД планируются к запуску в ближайшие годы. Спутник Eutelsat W4 относится к группировке Eutelsat, с него арендуются несколько стволов в интересах российской группировки.
Таблица 7.1
|
Орбитальная позиция |
Наименование космического аппарата |
Год запуска |
Год окончания эксплуатации |
|
Экспресс –А4 |
|||
|
Экспресс-АМ44 |
|||
|
Горизонт № 44 |
|||
|
Экспресс –А3 |
|||
|
Экспресс –АМ1 |
|||
|
Ямал-200 №2 |
|||
|
Экспресс-АМ22 |
|||
|
Ямал-300 №2 |
|||
|
Экспресс-АТ |
|||
|
Экспресс-АМ2 |
|||
|
Ямал-200 №1 |
|||
|
Ямал-300 №1 |
|||
|
Экспресс-АМ33 |
|||
|
Экран-М №18 |
|||
|
Экспресс-А2 |
|||
|
Экспресс-МД |
|||
|
Горизонт №40 |
|||
|
Экспресс-АМ3 |
|||
|
Горизонт № 45 |
Первые спутники, необходимые для построения в России сети цифрового телевидения в рамках федеральной целевой программы - спутники «Экспресс АМ-44» и «Экспресс-МД1» выведены на орбиту. Следом за этими спутниками должен последовать запуск еще несколько тяжелых спутников, в том числе «Экспресс-АМ5» и «Экспресс-АМ6»,.
Кроме российских спутников территорию России захватывают рабочие зоны многих зарубежных спутников связи как в С–, так и в Ku–диапазонах, но для практического применения в Ku–диапазоне наиболее приемлемыми являются: Intelsat-904 (60E); Intelsat-704 (66E); IS8 (ранее Panamsat-8, 166E) –Дальний Восток (без Чукотки); IS2 (Panamsat-8, 166E) – Дальний Восток (без Чукотки); IS-12 (Panamsat-12, 45E) и IS-10 (ранее Panamsat-10, 68, 5Е) для использования в регионах России за исключением Дальнего Востока.
В рамках новой Федеральной космической программы России до 2015 года ГПКС осуществляет строительство и запуск новых космических аппаратов :
Таблица 7.2
|
Орбитальная позиция |
Наименование космического аппарата |
Год запуска |
Назначение |
|
Экспресс-АМ33 |
Оказание услуг фиксированной связи, телерадиовещания, услуг мультимедиа в C- и Ku-диапазонах, а также для подвижной правительственной и коммерческой связи. |
||
|
Экспресс-АМ44 |
|||
|
Экспресс-АМ4 |
Спутники непосредственного вещания |
||
|
Экспресс-АМ4 |
|||
|
Экспресс-АТ |
|||
|
Экспресс-АТ |
Новая система на базе трех спутников серии Экспресс-РВ со сроком службы 15 лет поможет кроме телекоммуникацонного обслуживания обеспечить передачу сервисной информации (карта, погода, дифференциальные поправки, ГЛОНАСС и GPS).
Новый состав группировки позволит обеспечить взаимное резервирование космических аппаратов на всей орбитальной дуге и гарантировать развитие и функционирование систем спутниковой связи и телерадиовещания в интересах государственных пользователей на всей территории нашей страны.
Для организации систем связи и вещания, а также для контроля и управления космическим флотом используются шесть телепортов ГПКС в России (среди которых крупнейший телепорт Восточной Европы – ЦКС «Дубна», волоконно-оптическая сеть с общей пропускной способностью до 5 Гбит /с, а также технический центр коммутации каналов связи и компрессии сигналов в Москве). Структура наземного комплекса технических средств ГПКС представлена на рис. 7.2.
Развитие сети спутниковой связи характеризуется частотным ресурсом российской спутниковой группировки, к которой относятся наиболее значимые для российского рынка спутники, имеющие международную регистрацию под названием «Спутниковые сети «Экспресс». В таблице 7.3 представлена емкость российских спутников связи и спутников непосредственного вещания, работающих на территории России, по состоянию на 2006 год. Частотный ресурс спутников связи «Горизонт» (и их аналога – первой серии космических аппаратов (КА) «Экспресс») в расчет не принят, так как данные спутники работают за пределами гарантированного срока службы.
К 2007 году ГПКС полностью перевело все транслируемые телерадиопрограммы с аналоговых на цифровые технологии. Пакет общероссийских программ телерадиовещания распространяется через спутники ГПКС на пять вещательных зон, с учетом временного сдвига, и доступен на всей территории России, а международные версии программ – и в странах Азиатско-Тихоокеанского и Атлантического регионов.
Таблица 7.3
|
Оператор |
Емкость спутников, МГц |
Примечание |
||
|
C-диапазон |
Ku-диапазон |
|||
|
Спутники связи российской спутниковой группировки |
||||
|
Ресурс спутника «Горизонт» не учитывается |
||||
|
ОАО «Газком» |
||||
|
Спутники непосредственного вещания |
||||
|
Обслуживает Центральную и Западную Сибирь |
||||
|
Обслуживает европейскую часть |
||||
В соответствии с концепцией развития цифрового телерадиовещания до 2015 г. в России ГПКС вводит в эксплуатацию новый центр компрессии сигналов телерадиопрограмм по стандарту MPEG-4 part 10 и передающую станцию, которая обеспечит трансляцию потока в стандарте DVB-S2 . В настоящее время формирование и подъем на спутники пакетов общероссийских телерадиопрограмм осуществляется в стандарте MPEG-2/DVB-S, при этом в транспондере размещены до 8 программ стандартного качества. Планируемый стандарт MPEG-4 в сочетании с DVB-S2 позволит передавать порядка 20 программ стандартного качества или 10 программ телевидения высокого качества в одном транспондере. Широкое внедрение стандарта MPEG-4 позволит создать условия для охвата населения России многопрограммным вещанием, обеспечить переход к телевизионным программам нового качества - телевидению высокой четкости (ТВЧ). Это поможет и дальнейшему развитию непосредственного телевизионного вещания со спутника – вещание на мобильные терминалы конечных пользователей, в том числе и в интерактивном режиме.
Спутники, к созданию которых ГПКС уже приступило, будут обладать транспондерами с повышенной энергетикой для развития телевидения, решения многоаспектных задач построения сетей телерадиовещания, включая эволюцию мобильного телевидения. В конфигурацию новых космических аппаратов заложены по три перенацеливаемых антенны: одна - C–диапазона, две другие – Ku-диапазона. Энергетические характеристики новых спутников будут улучшены как минимум на 3–5 дБ по сравнению с эксплуатируемыми космическими аппаратами «Экспресс-АМ», что позволит применять наземные антенны около метра в диаметре. Все это поможет ГКПС оперативно реагировать на меняющиеся потребности рынка, а также выйти на неосвоенные пока регионы.
Среди операторов наземных сетей спутниковой связи выделяют три основные категории: операторы интерактивных VSAT–сетей; операторы сетей типа «точка – точка»; операторы крупных корпоративных сетей.
Развитие операторов интерактивных VSAT – сетей началось в 2003 г. и было стимулировано применением новых VSAT-технологий типа DVB-RCS и им подобных.
Формирование операторов сетей типа «точка-точка» началось в 1990-х годах. Довольно часто такие компании создавались крупными операторами, контролирующими наземные сети общего пользования. Операторы крупных корпоративных сетей, как правило, являются подразделениями своих головных компаний и не имеют цели предоставления услуг связи на коммерческой основе.
Из представленных выше операторов наибольший интерес представляют операторы быстро развивающихся интерактивных VSAT-сетей, в собственности которых находятся центральные станции этих сетей (HUB). За период 2003–2008 гг. в России построено не менее 20 центральных станций. В таблице 7.4 представлены компании, которые развивают свои сети на коммерческой основе.
В настоящее время наиболее активно развивается предоставление услуг с использованием интерактивных технологий VSAT для конечных пользователей, а не для провайдеров. Основной целью создания интерактивных сетей VSAT было предоставление высокоскоростного доступа в Интернет по узкополосным каналам, что и обеспечивает коммерческий успех этого сервиса.
В России для работы VSAT – станций выделены две полосы частот в Ku – диапазоне для фиксированного применения на долговременной основе.
В настоящее время наиболее динамично развивающимся сектором спутниковой связи является сектор мультисервисных услуг на базе технологий VSAT. Мультисервисные услуги базируются на перспективной технологии IPTV. Основным фактором ее развития являются наличие большого числа центральных станций интерактивных сетей VSAT, которые подходят для распространения сигналов IPTV, и возможность предоставления данной услуги по низкоскоростным каналам связи, которых в России подавляющее большинство. Предполагается, что к 2010 году в России сформируется активный рынок услуг IPTV.
Таблица 7.4
|
Компания |
Технология |
Начало коммерческой эксплуатации, год |
Примечание |
|||
|
SkyStar360E, SkyEdge |
SkyEdge применяется с IV кв. 2005 г. ЦУС в Москве |
|||||
|
В коммерческом режиме с 2004г. в ЦУС в Москве. |
||||||
|
Торговая марка Spin. ЦУС в Москве |
||||||
|
Современный гуманитарный университет |
Функции дистанционного образования. ЦУС в Москве |
|||||
|
Томский государственный университет |
Функции дистанционного образования. ЦУС в Томске |
|||||
|
ВебМедиа Сервисез |
EMS применяется с 2006 г. ЦУС в Москве |
|||||
|
Сеть –Телеком |
DirecWay 6000/7000 |
Торговая марка Altegro Sky. ЦУС в Москве |
||||
|
Сахателеком |
ЦУС в Якутске |
|||||
|
Морсвязьспутник |
ЦУС в Московской области |
|||||
|
Дозор-телепорт |
ЦУС в Москве |
|||||
|
Сибинтек |
ЦУС в Москве |
|||||
|
Амтел-Связь |
ЦУС в Барнауле |
|||||
|
Глобалтел |
SkyEdge, DirecWay 6000 |
ЦУС в Хабаровске, Новосибирске, Москве |
||||
|
ЦУС в Москве |
||||||
Традиционные интерактивные сети спутниковой связи VSAT с прямой ретрансляцией сигналов большинства современных операторов имеют, как правило, топологию «звезда». Мультиплексирование сигналов и формирование информационных потоков происходит на центральной земной станции (ЦЗС, или HUB). Доставка информационных потоков провайдеров услуг на центральную станцию требует наличия наземных каналов передачи информации. Данное обстоятельство приводит к значительному увеличению затрат на организацию наземных линий связи при значительном удалении провайдера услуг. Даже если имеется возможность организации сети с топологией «каждый с каждым» (mesh) с использованием «прозрачного ретранслятора в один «скачок», это требует существенных энергетических затрат на спутнике или значительного увеличения размеров антенн и мощности передатчиков абонентских станций. Следовательно, повышается себестоимость таких каналов по сравнению с каналами в строго централизованной сети с топологией «звезда».
Связь в два «скачка» используется очень редко, как из-за удвоения задержки, так и из-за двойного использования ресурса и удорожания канала.
Возникающая за счет двойного «скачка» задержка сигнала вызывает проблемы в организации телефонной и видеоконференцсвязи. В рамках большинства интерактивных VSAT–сетей на базе «прозрачных» ретрансляторов с центральной станцией проблема создания mesh – сетей вообще неразрешима, поскольку такую структуру традиционная центральная станция не поддерживает.
Если же центральную станцию со всеми ее функциями модуляции/демодуляции, кодирования/декодирования, мультиплексирования и коммутации разместить на борту спутника, то можно получить новое качество предоставляемых услуг. Такая центральная станция в космосе обеспечит мультимедийные услуги теле- и радиовещания, передачи данных, телефонии, доступа в Интернет, видеоконференцсвязи в едином цифровом потоке на линии «вниз» в пределах всей зоны обслуживания спутника. При этом возникают существенные преимущества по сравнению с традиционными сетями:
Организация связи непосредственно между пользователями в один «скачок» по принципу «каждый с каждым» или «каждый со всеми»;
Полная регенерация (подавление помех) сигнала на борту спутника;
Исключение несанкционированного доступа к ретранслятору спутника (ресурс выделяется только после процедуры идентификации пользователей сети);
Исключение необходимости строительства наземных линий связи с центральной станцией мультиплексирования (провайдеры услуг могут непосредственно работать через ретранслятор спутника), что наиболее актуально для региональных операторов, которые не имеют собственных центральных земных станций.
Приборы обработки сигналов на борту спутника связи получили название бортовых цифровых платформ (БЦП).
Таким образом, развитие сети спутниковой связи базируется не только на расширении спутниковой группировки, но и совершенствования методов обработки сигнала не только на центральных наземных станциях, но и непосредственно на космических аппаратах. При комплексном решении указанных проблем спутниковая как фиксированная, так и мобильная спутниковая мультисервисная связь может занять существенную долю рынка инфотелекоммуникационных услуг.
Реферат *
370руб.
Описание
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В настоящем реферате мы рассмотрели современную спутниковую связь и ее использование.
Спутниковой связью принято называть космическую связь, принцип действия которой основан на использование искусственных спутников планеты Земля, которые благодаря электромагнитным волнам радиочастотного диапазона связываются с наземными установками, а также реципиентами информации.
Благодаря спутниковой связи возможна передача информации от центральной станции связи через спутник к пользователю информации на огромные расстояния, передачу на которые не обеспечивает ни одна система наземной связи. В этом состоит главное преимущество спутниковой связи.
Достоинства спутниковых систем заключаются в возможности передачи данных на огромные расстояния. Однако здесь присутствует и несколько недостатков. ...
ВВЕДЕНИЕ 3
1 СПУТНИКОВАЯ СВЯЗЬ 4
1.1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ 4
1.2 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ДЕЙСТВИЯ 5
2 СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ 6
2.1 КЛАССИФИКАЦИЯ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ 6
2.2 ДОСТОИНСТВА, НЕДОСТАТКИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СОВРЕМЕННЫХ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 9
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 10
Введение
ВВЕДЕНИЕ
Спутниковая связь является, пожалуй, одним из основных достижений современной физики, помогающей осуществлять различные процессы, без которых жизнь современного человека кажется немыслимой.
Спутниковая связь является одним из важнейших каналов передачи информации в современном мире. В первую очередь это касается тех процессов, при которых необходима передача информации на огромные расстояния (из одной страны в другую, с континента на континент и т.д.). Отсюда следует, что совершенствование и развитие современной спутниковой связи и основанных на них спутниковых систем является актуальной задачей современной науки. Отсюда следует, что настоящую работу можно признать актуальной.
В настоящем реферате мы рассмотрим современную спутниковую связь, а также спутниковые системы, работающи е на базе этих технологий.
Цель настоящей работы – дать характеристику современным спутниковым системам связи и самой спутниковой связи. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- дать общую характеристику спутниковой связи;
- рассмотреть физические основы функционирования спутниковой связи;
- описать основные спутниковые системы GPSи ГЛОНАСС;
- дать классификацию спутниковых систем;
- определить достоинства, недостатки и перспективы развития современных спутниковых систем.
Реферат состоит из введения, двух взаимосвязанных глав, заключения и списка использованных источников, состоящего из пяти наименований литературы.
Фрагмент работы для ознакомления
Сначала спутниковая связь применялась исключительно в оборонных целях. В дальнейшем же сферы ее использования постоянно расширялись и расширяются по сей день, особенно в гражданских целях.Основами построения и функционирования современных спутниковых систем являются принципы мультипрограммирования. Мультипрограмирование - способ организации по выполнению сразу нескольких программ на одной машине. Мультипрограммирование, иными словами − многозадачность (multitasking), есть способ, которым организуется вычислительный процесс, когда на одной машине (спутнике) в процессоре переменно выполняется одновременно большое количество задач (программ).Общие критерии эффективности спутниковой связи:- пропускная способность;- удобство работы пользователей;- реактивность системы (заданные интервалы времени).В зависимости от данных критериев различаются следующие спутниковые системы:- системы по пакетной обработке;- разделения времени;- системы в реальном времени.1.2 Физические основы действияФизические основы функционирования спутниковой связи были открыты учеными-физиками уже давно: спутниковая связь является одним из видов широко известной и повсеместно применяемой радиорелейной связи. Устройство космического спутника приведено на рисунке 1.Рисунок 1 – Устройство космического спутника связиФункционирование данного вида связи основано на многократной ретрансляции сигналов между расположенными на земле антеннами и находящемся в космосе спутником. Для обеспечения функционирования спутниковой связи имеются приемные и передающие антенны, источник энергии (солнечная батарея) и система контроля. Общий вид спутниковой системы доступа представлен на рисунке 2.Рисунок 2 - Общий вид спутниковой системы доступаТаким образом, благодаря спутниковой связи возможна передача информации от центральной станции связи через спутник к пользователю информации на огромные расстояния, передачу на которые не обеспечивает ни одна система наземной связи. В этом состоит главное преимущество спутниковой связи.2 Спутниковые системы2.1 Классификация спутниковых системУслуги спутниковых систем являются в настоящее время популярными как никогда раньше. Это связано, прежде всего, с широким спектром различных услуг, осуществление которых могут обеспечить спутниковые системы. Классификация спутниковых систем по назначению приведена на рисунке 3.Сюда относятся различные услуги связи: навигация (GPS, ГЛОНАСС), интернет, телефония, спутниковое телевидение, работа банков и электронной коммерции, дистанционного обучения и многое другое.Рисунок 3 – Классификация спутниковых систем по назначениюС технической точки зрения созданные системы определения местонахождения Глонасс и GPS являются уникальными научно-техническими комплексами, обеспечивающими в настоящее время наибольшую точность глобальной временной и координатной привязки абонентов.У обеих систем есть будущее, так как они являются стратегическим приоритетом развития каждый своей страны. Те недостатки, которые пока мы наблюдаем у системы ГЛОНАСС связаны с «болезнями роста» и, скорее всего, будут устранены в ближайшую пару лет - уже есть сведения о том, что удалось преодолеть конструкционное препятствие, связанное с большими габаритами и энергопотреблением приемников системы ГЛОНАСС. Рынок с удовольствием встретит конкурента GPS, тем более, что точность и детализация у навигаторов ГЛОНАСС заведомо выше.2.2 Достоинства, недостатки и перспективы развития современных спутниковых системДостоинства спутниковых систем заключаются в возможности передачи данных на огромные расстояния. Однако здесь присутствует и несколько недостатков.
Список литературы
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. Александров И., Космическая радионавигационная система НАВСТАР//Зарубежное военное обозрение. -М., 2014. - № 5. - С. 52-63.
2. ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования/Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова.- М.: Радиотехника, 2014. - 688 с.
3. Козловский Е., Искусство позиционирования//Вокруг света. - М., 2014. - № 12 (2795). - С. 204-280.
4. Кунегин С. В., Глобальная навигационная спутниковая система «ГЛОНАСС». Страницы истории. М.: 2013.
5. Шебшаевич В. С., Дмитриев П. П., Иванцев Н. В. и др., Сетевые спутниковые радионавигационные системы/Под ред. В. С. Шебшаевича. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 2013. - 408 с.
Пожалуйста, внимательно изучайте содержание и фрагменты работы. Деньги за приобретённые готовые работы по причине несоответствия данной работы вашим требованиям или её уникальности не возвращаются.
* Категория работы носит оценочный характер в соответствии с качественными и количественными параметрами предоставляемого материала. Данный материал ни целиком, ни любая из его частей не является готовым научным трудом, выпускной квалификационной работой, научным докладом или иной работой, предусмотренной государственной системой научной аттестации или необходимой для прохождения промежуточной или итоговой аттестации. Данный материал представляет собой субъективный результат обработки, структурирования и форматирования собранной его автором информации и предназначен, прежде всего, для использования в качестве источника для самостоятельной подготовки работы указанной тематики.
Основы спутниковой связи были предложены в виде теории английским ученым Артуром Кларком, который в 1945 году опубликовал статью под названием «Внеземные ретрансляторы». Свое изобретение англичанин не стал патентовать, потому что на то время он считал свою идею нереализуемой. Теория Кларка стала своеобразным скачком в области технологий коммуникаций и следующим этапом развития радиорелейной связи. Ученый предложил вывести ретрансляционный модуль за пределы поверхности планеты, поместив его на орбите. Таким образом, новая технология в теории могла бы дать целый ряд преимуществ:
- не нужно строить разветвленную сеть наземных ретрансляторов;
- сигнал будет передаваться на огромные расстояния даже при наличии одного спутника;
- возможность передачи информации и ее приема в любой точке планеты.
Последний пункт особенно заинтересовал американских ученых, которые уже через десятилетие начали активно осваивать новую технологию. Практически одновременно разработками английского ученого заинтересовались в Советском Союзе, и началом эры спутниковой связи можно считать шестидесятые годы прошлого столетия с момента запуска первых спутников. Принцип работы был довольно простой - из наземной станции подается сигнал на ретранслятор в космос, а спутник его направляет непосредственно на приемник, который находится в зоне его покрытия.
Сегодня эта отрасль постоянно совершенствуется, внедряются новые технологии, которые обеспечивают не только высокую скорость спутниковой связи, но и устойчивый прием сигнала практически в любом месте нашей планеты.
Оборудование, необходимое для стабильного функционирования спутниковой связи
Для обеспечения стабильной работоспособности системы и полноценного функционирования необходимы следующие средства спутниковой связи и определенное оборудование:
- станция управления и контроля. Комплекс располагается на земле, а его оснащение позволяет передавать на ретранслятор радиосигнал и принимать ответные пакеты данных. Широкий диапазон спутниковой связи позволяет взаимодействовать с большими объемами информации;
- орбитальный спутник-ретранслятор. Существует две основные разновидности - пассивный (работает исключительно для приема и передачи сигналов) и активный (специальное оснащение позволяет усиливать принятый сигнал, исправлять его искажения, а затем распространять его в радиусе своего покрытия). В настоящее время пассивные ретрансляторы перестали использоваться ввиду их технического устаревания;
- наземные терминалы для приема и обработки сигналов;
- дополнительные передвижные станции. Это отдельные автономные комплексы, которые оснащены специальным оборудованием. Они располагаются на транспорте, что делает их мобильными. Благодаря таким станциям можно наладить спутниковую связь практически в любом регионе, где нет подходящей коммуникационной инфраструктуры.
Диапазон частоты спутниковой связи находится в пределах от 1 до 40 ГГц, что позволяет отделить частные каналы от военных и корпоративных, обеспечивая защищенность линий и практически бесконечный ресурс по количеству пользователей.
Основные разновидности и некоторые нюансы
Критериев, по которым классифицируют спутниковую связь, очень много:
- по типу орбиты, на которых находятся спутники;
- по функциональности;
- по области применения;
- по уровню сигнала и частотному диапазону;
- по техническим параметрам и другим показателям.
Существующие виды спутниковой связи разрабатывались для определенных задач. Например, морская спутниковая связь обеспечивает стабильный обмен информацией между судном и различными наземными объектами. Этот вид связи широко используется в гражданском и военном судоходстве, от управления рыбными сейнерами до координации работы атомных подводных лодок.
Вне зависимости от разновидности, космическая спутниковая связь имеет три условных направления:
- обеспечение телевещания посредством передачи сигналов от наземной станции через спутник;
- спутниковая телефонная связь - гарантия качественного приема и передачи сигнала в любой точке мира;
- доступ к широкополосному Интернету.
Преимущества, которые нам предоставляет новая технология обмена информацией, трудно переоценить. По прогнозам экспертов профильная отрасль будет совершенствоваться, что позволит сделать спутниковую связь более доступной для частных пользователей.
Узнать больше о последних тенденциях в этой области можно на специализированной выставке «Связь», которая регулярно проходит в просторных оборудованных павильонах ЦВК «Экспоцентр». Масштабное международное мероприятие является гарантией обширной экспозиции с новым высокотехнологичным оборудованием и другими отраслевыми достижениями от ведущих отечественных и зарубежных компаний.
Идея создания на Земле глобальных систем спутниковой связи была выдвинута в 1945 г. Артуром Кларком , ставшим впоследствии знаменитым писателем-фантастом. Реализация этой идеи стала возможной только через 12 лет после того, как появились баллистические ракеты, с помощью которых 4 октября 1957 г. на орбиту был запущен первый искусственный спутник Земли (ИСЗ). Для контроля за полетом ИСЗ на нем был помещен маленький радиопередатчик - маяк, работающий в диапазоне 27 МГц . Через несколько лет 12 апреля 1961 г . впервые в мире на советском космическом корабле "Восток" Ю.А. Гагарин совершил исторический облет Земли. При этом космонавт имел регулярную связь с Землей по радио. Так началась систематическая работа по изучению и использованию космического пространства для решения различных мирных задач.
Создание космической техники сделало возможным развитие очень эффективных систем дальней радиосвязи и вещания. В США начались интенсивные работы по созданию связных спутников. Такие работы начали разворачиваться и в нашей стране. Ее огромная территория и слабое развитие связи, особенно в малонаселенных восточных районах, где создание сетей связи с помощью других технических средств (РРЛ, кабельные линии и др.) сопряжено с большими затратами, делало этот новый вид связи весьма перспективным.
У истоков создания отечественных спутниковых радиосистем стояли выдающиеся отечественные ученые и инженеры, возглавлявшие крупные научные центры: М.Ф. Решетнев, М.Р. Капланов, Н.И. Калашников, Л.Я. Кантор
Основные задачи, ставящиеся перед учеными, состояли в следующем:
Разработка спутниковых ретрансляторов телевизионного вещания и связи ("Экран", "Радуга", "Галс"), с 1969 г. спутниковые ретрансляторы разрабатывались в отдельной лаборатории, возглавляемой М.В. Бродским ;
Создание системных проектов построения спутниковой связи и вещания;
Разработка аппаратуры земных станций (ЗС) спутниковой связи: модуляторов, порогопонижающих демодуляторов ЧМ (частотной модуляции) сигналов, приемных и передающих устройств и др.;
Проведение комплексных работ по оснащению оборудованием станций спутниковой связи и вещания;
Разработка теории следящих ЧМ демодуляторов со сниженным шумовым порогом, методов многостанционного доступа, методов модуляции и помехоустойчивого кодирования;
Разработка нормативно-технической документации на каналы, тракты телевизионного и связного оборудования спутниковых систем;
Разработка систем управления и контроля ЗС и сетями спутниковой связи и вещания.
Специалистами НИИР были созданы многие национальные спутниковые системы связи и вещания, находящиеся в эксплуатации и поныне . Приемо-передающее наземное и бортовое оборудование этих систем также было разработано в НИИР. Помимо оборудования специалисты института предложили методики проектирования как самих спутниковых систем, так и отдельных, входящих в их состав устройств. Опыт проектирования спутниковых систем связи специалистов НИИР отражен в многочисленных научных публикациях и монографиях.
6.1. Первые спутниковые линии связи и вещания через ИСЗ "Молния-1"
Первые эксперименты по спутниковой связи путем отражения радиоволн от американского отражающего спутника "Эхо" и Луны, используемых в качестве пассивных ретрансляторов, проводились специалистами НИИР в 1964 г . Радиотелескопом в обсерватории в поселке Зименки Горьковской области были приняты телеграфные сообщения и простой рисунок из английской обсерватории "Джодрелл Бэнк".
Этот эксперимент доказал возможность успешного использования космических объектов для организации связи на Земле.
В лаборатории спутниковой связи были подготовлены несколько системных проектов, а затем она приняла участие в разработке первой отечественной системы спутниковой связи "Молния-1" в диапазоне частот ниже 1 ГГц. Головной организацией по созданию этой системы был Московский научно-исследовательский институт радиосвязи (МНИИРС). Главным конструктором системы "Молния-1" является М.Р. Капланов - заместитель руководителя МНИИРС.
В 60-е годы в НИИР велась разработка приемо-передающего комплекса тропосферной радиорелейной системы "Горизонт", также работающей в диапазоне частот ниже 1 ГГц. Этот комплекс был модифицирован и созданная аппаратура, названная "Горизонт-К", использовалась для оснащения первой спутниковой линии связи "Молния-1", связавшей Москву и Владивосток. Эта линия предназначалась для передачи ТВ-программы или группового спектра 60 телефонных каналов. При участии специалистов НИИР в этих городах были оборудованы две земные станции (ЗС). В МНИИРС был разработан бортовой ретранслятор первого искусственного спутника связи "Молния-1", успешный запуск которого состоялся 23 апреля 1965 г . Он был выведен на высокоэллиптическую орбиту с периодом обращения вокруг Земли 12 ч. Такая орбита была удобна для обслуживания территории СССР, рас положенной в северных широтах, так как в течение восьми часов на каждом витке ИСЗ был виден с любой точки страны. Кроме того, запуск на такую орбиту с нашей территории осуществляется с меньшими затратами энергии, чем на геостационарную. Орбита ИСЗ "Молния-1" сохранила свое значение до сих пор и используется, несмотря на преобладающее развитие геостационарных ИСЗ.
6.2.Первая в мире спутниковая система "Орбита" для распределения ТВ-программ
После завершения исследований технических возможностей ИСЗ "Молния-1" специалистами НИИР Н.В. Талызиным и Л.Я. Кантором было предложено решить проблему подачи ТВ-программ центрального телевидения в восточные районы страны путем создания первой в мире системы спутникового вещания "Орбита" в диапазоне 1 ГГц на базе аппаратуры "Горизонт-К".
В 1965-1967 гг. в рекордно короткие сроки в восточных районах нашей страны было одновременно сооружено и введено в действие 20 земных станций "Орбита" и новая центральная передающая станция "Резерв". Система "Орбита" стала первой в мире циркулярной, телевизионной, распределительной спутниковой системой, в которой наиболее эффективно использованы возможности спутниковой связи.
Следует отметить, что диапазон, в котором работала новая система "Орбита" 800-1000 МГц, не соответствовал тому, который был распределен в соответствии с Регламентом радиосвязи для фиксированной спутниковой службы. Работа по переводу системы "Орбита" в С-диапазон 6/4 ГГц была выполнена специалистами НИИР в период 1970-1972 гг. Станция, функционирующая в новом диапазоне частот, получила название "Орбита-2". Для нее был создан полный комплекс аппаратуры для работы в международном диапазоне частот - на участке Земля-Космос - в диапазоне 6 ГГц, на участке Космос-Земля - в диапазоне 4 ГГц. Под руководством В.М. Цирлина была разработана система наведения и автосопровождения антенн с программным устройством. В этой системе использовались экстремальный автомат и метод конического сканирования.
Станции "Орбита-2" начали внедряться с 1972 г ., а к концу 1986 г . их было построено около 100. Многие из них и в настоящее время являются действующими приемо-передающими станциями.
В дальнейшем для работы сети "Орбита-2" был создан и выведен на орбиту первый советский геостационарный ИСЗ "Радуга", многоствольный бортовой ретранслятор которого создавался в НИИР (руководитель работы А.Д. Фортушенко и ее участники М.В. Бродский, А.И. Островский, Ю.М. Фомин и др.) При этом были созданы и освоены технология изготовления и методы наземной обработки космических изделий.
Для системы "Орбита-2" были разработаны новые передающие устройства "Градиент" (И.Э. Мач, М.З. Цейтлин и др.), а также параметрические усилители (А.В. Соколов, Э.Л. Ратбиль, B.C. Санин, В.М. Крылов) и устройства приема сигналов (В.И. Дьячков, В.М. Доро феев, Ю.А. Афанасьев, В.А. Полухин и др.).
6.3. Первая в мире система непосредственного ТВ-вещания "Экран"
Широкое развитие системы "Орбита", как средства подачи ТВ-программ, в конце 70-х годов стало экономически неоправданным из-за большой стоимости ЗС, делающей нецелесообразной ее установку в пункте с населением менее 100-200 тыс. человек. Более эффективной оказалась система "Экран", работающая в диапазоне частот ниже 1 ГГц и имеющая большую мощность передатчика бортового ретранслятора(до 300 Вт). Целью создания этой системы было охват ТВ-вещанием малонаселенных пунктов в районах Сибири, Крайнего Севера и части Дальнего Востока. Для ее реализации были выделены частоты 714 и 754 МГц, на которых было возможно создать достаточно простые и дешевые приемные устройства. Система "Экран" стала фактически первой в мире системой непосредственного спутникового вещания.
Приемные установки этой системы должны были быть рентабельными как для обслуживания небольших населенных пунктов, так и для индивидуального приема ТВ-программ.
Первый спутник системы "Экран" был запущен 26 октября 1976 г . на геостационарную орбиту в точку 99° в.д. Несколько позднее в Красноярске были выпущены станции коллективного приема "Экран-КР-1" и "Экран-КР-10" с мощностью выходного телевизионного передатчика 1 и 10 Вт. Земная станция, передающая сигналы на ИСЗ "Экран", имела антенну с диаметром зеркала 12 м, она была оборудована передатчиком "Градиент" мощностью 5 кВт, работающим в диапазоне 6 ГГц. Приемные установки этой системы, разработанные специалистами НИИР, были наиболее простыми и дешевыми приемными станциями из всех, реализованных в те годы. К концу 1987 г. число установленных станций "Экран" достигло 4500 шт.
6.4.Системы распределения ТВ-программ "Москва" и "Москва-Глобальная"
Дальнейший прогресс в развитии систем спутникового ТВ-вещания в нашей стране связан с созданием системы "Москва", в которой технически устаревшие ЗС системы "Орбита, были заменены на малые ЗС. Разработка малых ЗС началась в 1974 г. по инициативе Н.В. Талызина и Л.Я. Кантора.
Для системы "Москва" на ИСЗ "Горизонт" был предусмотрен ствол повышенной мощности, работающий в диапазоне 4 ГГц на узконаправленную антенну. Энергетические соотношения в системе были выбраны таким образом, что обеспечивали применение на приемной ЗС небольшой параболической антенны с диаметром зеркала 2,5 м без автоматического наведения. Принципиальной особенностью системы "Москва" являлось строгое соблюдение норм на спектральную плотность потока мощности у поверхности Земли, установленных Регламентом ради связи для систем фиксированной службы . Это позволяло использовать эту систему для ТВ-вещания на всей территории СССР. Система обеспечивала прием с высоким качеством центральной ТВ-программы и программы радиовещания. Впоследствии в системе был создан еще один канал, предназначенный для передачи газетных полос.
Эти станции получили также широкое распространение в отечественных учреждениях, расположенных за рубежом (в Европе, на севере Африки и ряде других территорий), что дало возможность нашим гражданам за рубежом принимать отечественные программы. При создании системы "Москва" был использован ряд изобретений и оригинальных решений, позволивших усовершенствовать как построение самой системы, так и ее аппаратурные комплексы. Эта система послужила прототипом для многих спутниковых систем, созданных позже в США и Западной Европе, в которых для подачи программ ТВ на ЗС малого размера и умеренной стоимости использовались ИСЗ средней мощности, работающие в диапазоне фиксированной спутниковой службы.
В течение 1986-1988 гг. была проведена разработка специальной системы "Москва-Глобальная" с малыми ЗС, предназначенной для подачи центральных ТВ-программ в отечественные представительства за рубежом, а также для передачи небольшого объема дискретной информации. Эта система также находится в эксплуатации. В ней предусмотрена организация одного ТВ-канала, трех каналов для передачи дискретной информации со скоростью 4800 бит/с и двух каналов со скоростью 2400 бит/с. Каналы передачи дискретной информации использовались в интересах Комитета по телевидению и радиовещанию, ТАСС и АПН (Агентство политических новостей). Для охвата практически всей территории Земного шара в ней используются два спутника, расположенные на геостационарной орбите на 11° з.д. и 96° в.д. Приемные станции имеют зеркало диаметром 4 м, аппаратура может располагаться как в специальном контейнере, так и в помещении.
Несмотря на повсеместное развитие сотовых сетей и огромное количество вышек, которое продолжает расти, на планете до сих пор есть территории, где применение такой технологии невозможно. В этих недосягаемых зонах на выручку приходит спутниковая связь.
Спутниковая связь - что это и для чего нужно?
По сути, ничем кардинально от привычной для общества мобильной связи спутниковая не отличается, она выполняет те же функции, позволяет наладить связь между телефонами. Принципиальным отличием является область действия. Там, где классический мобильный (сотовый) телефон может подвести и выдать злосчастное “No Service”, уведомляя абонента об отсутствии рядом сотового покрытия, спутниковая связь будет полноценно функционировать и не позволит потерять контакт с внешним миром.
Это крайне важно в те моменты, когда абонент выбирается за пределы сотового покрытия, например в экзотическое путешествие, в горы или дремучие джунгли. Нередко такая связь спасает жизни, ведь только по ней можно будет связаться с группой спасателей, если человек неожиданно для себя окажется в опасной ситуации. Также спутниковой связью пользуются те, кто находится в постоянных разъездах по работе и жизненно нуждается в возможности в любой момент принять или совершить вызов.
Спутниковый телефон: основные характеристики
Для работы с таким типом связи необходим специальный спутниковый телефон. Они бывают нескольких типов, а именно: в стационарном и мобильном исполнении. Мобильные спутниковые телефоны своим внешним видом напоминают классические телефоны, выпущенные в период 80-90-х годов, но имеют одну характерную деталь: почти всегда такие телефоны оснащаются дополнительной, нескрытой антенной. Настройка спутникового телефона практически не отличается от настройки обычного телефона, нужна лишь подходящая сим-карта.
Стационарные варианты связываются со спутником с помощью специализированных станций наземного сопряжения. Можно обойтись и портативным вариантом такой станции.
Ряд производителей спутниковых телефонов и, соответственно, владельцев спутниковых сетей, производят специальные аксессуары для современных смартфонов, которые представляют собой небольшие чехлы, способные сделать абсолютно любой гаджет спутниковым. Такие чехлы подключаются к смартфонам с помощью стандартного порта для зарядки и имеют полный набор, свойственной смартфонам периферии, например, разъемов под наушники. Чехлы оснащаются собственным аккумулятором, могут заряжать смартфон, то есть выступают в роли чехла-батареи.
Принцип работы спутниковой связи
Исходя из названия, ясно, что для работы спутникового телефона необходима связь со спутником. Спутниковый телефон передает сигнал напрямую спутнику, тот, в свою очередь, передает его другом связующему спутнику, а уже он заканчивает процесс и передает сигнал к наземной станции сопряжения. В конце концов вызов поступает на стационарный аппарат, который и замыкает цепочку.
Телефон спутниковой связи способен работать как в пределах определенной области, так и на территории всей Земли. Все зависит от спутников, часть из них, находится достаточно близко к Земле и двигаются относительно ее, они позволяют охватывать всю планету и совершить звонок в любую точку. Существуют и другие типы спутников, которые находятся относительно далеко от земного шара, на геостационарных орбитах. Такие спутники покрывают лишь конкретные локации, тем самым ограничивая абонентов.
Операторы спутниковой связи
В спутниковой связи действуют те же законы, что и в сотовой, существует ряд операторов, оказывающих услуги спутниковой связи. Как правило, это те же компании, что запускают свои спутники в космос. У каждого из них свои особенности, свои минусы и плюсы. На данный момент, существует четверка основных операторов спутниковой связи, в их число входят: "Иридиум", Thuraya, "Глобалстар" и "Инмарсат".
Оператор “Иридиум” и его устройства
“Иридиум” - это не просто оператор, а полноценная спутниковая группировка. Во владении ее находятся 66 спутников, перемещающихся по 11 околоземным орбитам. Расстояние от спутника до земли менее 1000 километров. Для пользователя это значит, что независимо от того, в какой точке планеты он находится, воспользовавшись услугами данного оператора, он всегда будет на связи, главное - находиться под открытым небом. Даже если при попытке связаться подключение не состоялось, достаточно выждать некоторые время и попробовать снова, так как спутники перемещаются достаточно быстро, и один из них обязательно пролетит над абонентом в ближайшие 10 минут.
Спутниковый телефон “Иридиум” не поддерживает другие сим-карты и не может переключаться между сотовой и спутниковой связью.
Также многим кажется полезной полная анонимность на постсоветском пространстве. Компания не располагает станциями наземного сопряжения на территории России. Данный факт полностью исключает возможность прослушки в пределах страны, даже если за это дело возьмутся спецслужбы. Спутниковый телефон “Иридиум” не оснащается GPS-модулем.
Оператор Thuraya и его устройства
Данный оператор располагает тремя спутниками, расположенными на геостационарной орбите. Расстояние между спутником и землей достигает 35 тысяч километров. В отличие от спутников “Иридиума”, эти спутники действуют лишь над определенной точкой вблизи экватора, так как они не передвигаются относительно планеты. Грубо говоря, спутниковый телефон Thuraya не функционирует на полюсах, чем дальше абонент удаляется от экватора, тем меньше шансов наладить связь.
Thuraya заключили договоры с множеством “наземных” сотовых операторов, благодаря чему, аппараты компании могут работать с обыкновенными GSM-сим-картами. Это позволяет телефонам автоматически переключаться между разными типами связи. При этом стоимость услуг сотового оператора возрастает в несколько раз. При этом можно сэкономить на еще более дорогостоящей спутниковой связи, когда потребность в ней отсутствует. Телефоны Thuraya обеспечивают доступ в интернет на скорости до 8 килобайт в секунду, что является довольно высоким показателем для спутникового интернета. Устройства оснащаются GPS-модулем и постоянно передают данные местоположения на сервера компании. С одной стороны, данный факт может смутить, так как за пользователем ведется постоянная слежка, с другой стороны, такая функция может спасти жизнь нерадивому путешественнику и любителю экстрима.
Оператор “Глобалстар” и его устройства
Пожалуй, самый проблемный оператор, обеспечивающий не лучшее качество связи. В 2007 году аналитики провели исследование и удостоверились, что усилители, установленные на спутниках, со временем деградируют, причем гораздо быстрее, чем того ожидали инженеры-конструкторы. Причиной тому служит орбита спутников: они проходят через Бразильскую магнитную аномалию, которая и оказывает негативное влияние на усилитель.
Чтобы как-то исправить свое положение, “Глобалстар” запустили на орбиту несколько запасных спутников, но по сей день наблюдаются проблемы при звонках. Часто время ожидания регистрации в сети достигает 15-20 минут, а сам разговор длится не более 3 минут.
Компания производит собственные аппараты. Например, одноименный спутниковый телефон "Глобалстар". Также в их сети работают устройства от Erricson и Qualcomm.
Оператор “Инмарсат” и его устройства
Под управлением компании находятся 11 спутников, зависших на геостационарной орбите. Провайдер связи сосредоточен на профессиональном использовании и обеспечивают связью силовые службы, морской флот (в том числе и российский, когда отечественные спутники вышли из строя) и так далее. Тем не менее имеются и другие подсистемы, ориентированные на бизнес. Через систему спутников можно совершать голосовые вызовы, передавать данные через интернет и подавать сигналы бедствия. Не так давно на орбиту были запущены спутники нового поколения, обеспечивающие высокое качество связи и ISDN подключение для передачи данных на высоких скоростях.
Разработкой портативных решений для обывателей компания не занимается, посему эту не лучший выбор для гражданских, ищущих спутниковый телефон.
Тарифы
Стоимость услуг описанных выше компаний значительно выше стоимости GSM-связи. “Иридиум” и Thuraya работают со своими пользователями напрямую, продавая сим-карты для спутниковых телефонов.
Thuraya, например, взимает плату за саму сим-карту (около 800 рублей), за первоначальное подключение (около 700 рублей). Связь оплачивается поминутно, в среднем от 20 до 40 рублей, в зависимости от того, на какой телефон совершается звонок. Интернет-трафик оплачивается отдельно - 360 рублей за мегабайт. Тарифы на международную связь зависят от страны, принимающей вызов, в среднем от 70 до 120 рублей. Входящие звонки бесплатны.
“Иридиум” сразу предлагает глобальные тарифы и продает их пакетами, по предоплате. Цена на базовый пакет составляет 7500 рублей, в него входят 75 минут общения. Существуют и другие пакеты, предназначенные для корпоративных пользователей, количество минут в таковых достигает 4000 и более.
Спутниковые номера телефонов на территории России, как и сотовые, начинаются с +7 (кода локации) и семизначного номера. Международный номер включает в себя полный код страны - +8816 265 и так далее.
